Caulobacter Crescentus Bakterisi En Kuvvetli Yapıştırıcı Üretir

Caulobacter Crescentus isimli tatlı su bakterisi, endüstriyel yapıştırıcılardan dahi üç kat güçlü ve ıslak zeminlerde bile etkili olan doğadaki en kuvvetli yapıştırıcıyı kullanır.

Bu bakteriyi tutunduğu yerden ayırabilmek için 1 mikronewtonluk bir kuvvet uygulanması gerekir. Yani bir bozuk paranın üstüne üç-dört araba koyulduğunda elde edilen etkiye eşdeğerdir.

Yapışmasını, üzeri şeker molekülleri ile kaplı bir tutunma aleti sağlıyor.

Bilim adamları bu yapıştırıcıyı kendiliğinden eriyebilen cerrahi yapıştırıcı olarak kullanılacağı ve ameliyatlarda yaraları kapatmada ya da dişçilikte geniş bir kullanım alanı bulacağı görüşünde.

Maddeyi Oluşturan Bağlar

Moleküllerin ve buna bağlı olarak da maddenin oluşması için atomların aralarındaki çeşitli bağlar oluşturmaları gerekir. Bu işlemler yeryüzündeki madde çeşitliliğinin kilit noktasını oluşturur. Bu konu hakkında bilgi sahibi olan ve düşünen her insan Allah ' ın benzeri olmayan azametine şahit olacak ve Rabbimizin şanını yüceltecektir. 

 

Birçok madde aynı atomları içermesine rağmen farklı görünür ve farklı özellikler taşır. Bunun da nedeni atomların molekülleri oluşturmak için aralarında kurdukları farklı kimyasal bağlardır.

 

Maddeye giden ilk basamak olan atomlardan sonra ikinci basamak moleküllerdir. Moleküller, maddenin kimyasal özelliklerini belirten en küçük birimlerdir. Bu küçük yapılar iki veya daha çok atomdan, bazıları da binlerce atom grubundan oluşur. Atomları, molekül içinde elektromanyetik çekim kuvvetine dayalı kimyasal bağlar bir arada tutarlar. Bu bağlar atomların sahip oldukları elektrik yüklerini esas alarak kurulurlar. Atomların elektrik yükleri de daha önce belirttiğimiz gibi son yörüngelerinde taşıdıkları elektronlar tarafından belirlenir. Moleküllerin çeşitli biçimlerde bir araya gelmeleriyle de çevremizde gördüğümüz madde çeşitliliği ortaya çıkar. Bu noktada da maddenin çeşitliliğinin ana merkezinde yer alan kimyasal bağların önemi anlaşılır.

 

Kimyasal Bağlar 

 

Kimyasal bağlar, atomların dış yörüngelerindeki elektronların hareketleriyle oluşur. Her atom en dışta yer alan yörüngesini, alabileceği en fazla elektron sayısına tamamlama gayreti içindedir. Atomlar son yörüngelerinde bulundurabilecekleri maksimum elektron sayısına ulaşmaya çalışırken ya en dış yörüngelerindeki elektronları maksimuma tamamlamak için başka atomlardan elektron alırlar, ya da eğer en dış yörüngelerinde az sayıda elektron varsa, bunları bir başka atoma vererek önceden tamamlanmış olan bir alt yörüngeyi en dış yörüngeleri haline getirirler. Atomların son yörüngesini maksimuma tamamladıktan sonra oluşan hallerine ise 'kararlılık hali' denir. Atomların kendi aralarındaki bu elektron alıp verme eğilimi, birbirleri arasında yaptıkları kimyasal bağların temel itici gücünü oluşturur. 

 

Bu itici güç, yani atomların son yörüngelerindeki elektron sayılarını maksimuma tamamlama amaçları, bir atomun diğer atomlarla 3 çeşit bağ kurabilmesini sağlar. Bunlar iyonik bağ, kovalent bağ ve metalik bağdır. 

 

Moleküller arasında ise genel olarak "zayıf bağlar" başlığı altında toplanan özel bağlar görev yapar. Bu bağların özellikleri nedir ve nasıl kurulurlar, kısaca ele alalım. 

 

İyonik Bağlar 

 

Bu bağ ile birleşen atomlar son yörüngelerindeki elektron sayısını maksimuma, örneğin 8 ' e tamamlamak için birbirleriyle elektron alışverişinde bulunurlar. Son yörüngelerinde 4'e kadar elektronu bulunan atomlar bu elektronları birleşecekleri yani bağ kuracakları atoma verirler. Son yörüngelerinde 4'ten fazla elektron bulunduran atomlar ise birleşecekleri yani bağ kuracakları atomlardan elektron alırlar. Bu tip bağ ile oluşan moleküller kübik yapıya sahip olurlar. Yakından tanıdığımız sofra tuzu molekülleri bu bağ ile oluşmuş maddelerden biridir. Peki, atomların neden böyle bir eğilimi vardır? Bu eğilim olmasa ne olurdu? 

 

Bugüne kadar atomların bir araya gelmek için aralarında kurdukları bağlar çok genel biçimde tarif edilebilmiştir. Ama atomların neden böyle bir prensiple davrandıkları anlaşılamamıştır. Yoksa atomlar son yörüngelerindeki elektronların sayısının 8 olması gerektiğini kendileri mi tespit etmiştir? Tabii ki hayır. Bu öyle bir sayıdır ki, maddenin ve dolayısıyla evrenin meydana gelmesi için ilk basamak olan atomların birleşmelerindeki kilit noktadır. Eğer atomların bu prensipten kaynaklanan eğilimleri olmasaydı moleküller ve buna bağlı olarak da madde oluşamazdı. 

 

Oysa atomlar ilk yaratıldıkları andan itibaren sahip oldukları bu eğilim sayesinde moleküllerin ve maddenin kusursuz bir biçimde meydana gelmesi için hizmet ederler. 

 

Kovalent Bağlar 

 

Atomların arasındaki bağları inceleyen bilim adamları ilginç bir durumla karşılaştılar. Bazı atomlar bağ kurmak için elektron alışverişinde bulunurken, bazıları da son yörüngelerindeki elektronları ortak kullanmaktaydılar. Daha sonra yapılan çalışmalarda canlılık için vazgeçilmez önem taşıyan birçok molekülün bu bağlar sayesinde var olabildiğini ortaya koymuştur. 

 

Kovalent bağın daha iyi anlaşılabilmesi için kolay bir örnek verelim: Daha önce elektron yörüngelerinden bahsederken de belirttiğimiz gibi atomların ilk yörüngelerinde en fazla 2 elektron taşınabilir. Hidrojen atomu tek bir elektrona sahiptir ve elektron sayısını 2 ' ye çıkarıp kararlı bir atom olma eğilimindedir. Bu yüzden hidrojen atomu ikinci bir hidrojen atomuyla kovalent bağ yapar. Yani, 2 hidrojen atomu da birbirlerinin tek elektronlarını 2. elektron olarak kullanır. Böylece H2 molekülü oluşur. 

 

Metalik Bağlar 

 

Eğer çok sayıda atom, birbirlerinin elektronlarını ortaklaşa kullanarak birleşiyorlarsa, bu kez "metalik bağ" söz konusudur. Günlük hayatta çevremizde gördüğümüz ya da kullandığımız pek çok araç ve gerecin ana maddesini oluşturan demir, bakır, çinko, alüminyum gibi metaller, kendilerini oluşturan atomların birbirleri aralarında metalik bağlar yapmaları sonucunda, elle tutulur, gözle görülür, kullanılabilir bir yapı kazanmışlardır. 

 

Atomların yörüngelerindeki elektronların neden böyle bir eğilimi olduğu sorusunu ise bilim adamları cevaplayamamaktadır. Fakat canlı organizmalar ancak nedenini bilmediğimiz bu eğilim sayesinde var olabilirler. 

 

Acaba tüm bu bağlarla kaç farklı bileşik oluşabilmektedir? 

 

Laboratuarlarda her gün yeni bileşikler oluşturulmaktadır. Şu an için yaklaşık 2 milyon bileşikten bahsetmek mümkündür. En basit kimyasal bileşik, hidrojen molekülü kadar ufak olabildiği gibi, milyonlarca atomdan oluşan bileşikler de vardır. 

 

Bir element acaba en fazla kaç değişik bileşik oluşturabilir? Bu sorunun cevabı oldukça ilginçtir. Çünkü bir tarafta hiçbir elementle birleşmeyen bazı elementler (soy gazlar) vardır. Diğer tarafta ise 1.700.000 bileşik oluşturabilen karbon atomu vardır. Toplam bileşik sayısının 2 milyon kadar olduğunu tekrar hatırlarsak, 109 elementin 108'i toplam 300.000 bileşik yapmaktadırlar. Ancak karbon olağanüstü bir şekilde tek başına tam 1.700.000 bileşik yapabilmektedir. 

 

Karbon atomunun bu olağanüstü özelliği yeryüzünün hiçbir şekilde taklit edilemeyecek sistemlerle donatılmış olduğunun delillerindendir. Yüce Rabbimiz yeryüzünü insanın emrine bir nimet olarak sunmuştur. Bize düşen de bu nimetin şükrünü yerine getirmektir.

Bakteriler Nasıl Yüzüyor?

Caulobacter Crescentus adlı bakterinin yüzme şeklini inceleyen bilim adamları, hangi önemli detaylarla karşılaştılar?

Bu bakterinin yüzmesine yardım eden Brown devinimi nedir?

Yüzme işlemi, bu bakterinin çoğalması için neden hayati önem taşır?

Bir havuzda yüzdüğünüzü hayal edin. Su içerisinde hareket edebilmek için yaptığınız işlem; ellerinizi ve kollarınızı hareket ettirmektir. Fakat, küçük organizmalarda, bu durum çok daha farklıdır. Örneğin, mikropların sürati ve yönü, etraflarını saran sıvıya bağlıdır. Bakterilerin yüzmesi ise; bizim tüm ağırlığımızı kaldıran su yerine bir havuz dolusu balın içinde yüzmemize benzetilebilir.

Caulobacter Crescentus isimli bir bakterinin yüzme şeklini inceleyen bilim adamları, bakterilerin yüzerken akıntıdan çok ciddi oranda etkilendiklerini keşfettiler. Bu tek hücreli bakterinin zıt yönlere hareket eden başı ve kuyruğu, ona yönünü belirlemede yardım etmektedir. Bir diğer etken de Brown devinimidir.

Brown Devinimi Nedir?

Caulobacter bakterisi, kamçılı bir tek hücreli organizmadır. Yüzdükçe, yuvarlak başı bir yöne hareket ederken kuyruğu da diğer yöne hareket eder. Bu da bir tork (yani kuvvet momenti) oluşturur. Ancak; Caulobacter’i hareket ettiren tek kuvvet bu değildir. Aynı zamanda Brown devinimden de faydalanır.

Brown devinimi, bir sıvı ya da bir gaz içinde katı asıltı (çözünemeyen madde parçacıklarının dibe çökmeden bir sıvı ortamda kalmış durumu) halinde bulunan, boyutları birkaç mikrometreden küçük parçacıkların yaptığı düzensiz devinime denir. Başka bir deyişle, bakteri bu devinim sayesinde yüzerken etrafında bulunan su molekülleri tarafından adeta langırt gibi itilir.

Hidrodinamik ilişkinin çift etkisi ve Brown devinimi, Caulobakter’in yüzerken oluşturduğu dairesel şekilleri açıklar. Başka bir deyişle, bakterilerin düz ve doğru bir yöne doğru hareket edemediklerini gösterir.

Yüzme İşleminin Bakterinin Çoğalması İçin Önemi

Yapılan araştırmalar, bakterinin yüzme davranışı ile ilgili bir başka ilginç durumu daha ortaya çıkarmıştır. Caulobacter’in yüzerken çizdiği daireler, bakterinin yüzey sınırlarına yaklaşmasıyla darlaşır. Yüzeye iyice yaklaştıktan sonra, sapının ve vantuzlarının yardımıyla yapıştırıcı bir özellik kullanarak katı maddelere sabit bir şekilde tutunur ve burada çoğalarak kendi kopyalarını oluşturur.

Burada, dikkat edilmesi gereken çok önemli bir husus vardır. Caulobacter’in yaşamını ve soyunu devam ettirebilmesi için; çoğalması gereklidir. Bu çoğalma işlemini de ancak katı bir maddeye (örneğin cam bir yüzeye) yapışıp tutunarak gerçekleştirebilir. Bunun içinse, yüzeye yaklaşması yani yüzmesi gerekir.

Caulobacter’in yüzebilmesi için ise; vücudunda sahip olduğu uzuvların hiçbiri tek başına yeterli değildir. İki tane fizik kuvvetinden destek alması şarttır. Bir bakterinin herhangi bir fizik kuvvetini bilmesi ve bu fizik kuvvetlerine hükmetmesi gibi bir durum elbette ki beklenemez. Üstelik bakteri, beyin gibi herhangi bir kontrol ya da karar alma organına da sahip değildir. Şüphesiz, Caulobacter’in yüzmesi canlının vücudundaki her uzvun bilgisine ve tüm fizik kuvvetlerine hakim olan Yüce Allah’ın ilhamıyladır. Bir ayette Rabbimiz’in her ilmin ve bilginin tek sahibi olduğu şöyle bildirilmiştir:

“Dediler ki: “Sen Yücesin, bize öğrettiğinden başka bizim hiçbir bilgimiz yok. Gerçekten Sen, herşeyi bilen, hüküm ve hikmet sahibi olansın.”” (Bakara Suresi, 32)

Gökyüzündeki Muhteşem Işık Gösterisi: Aurora (Kutup Işıkları)

Kuzey ve Güney Kutup bölgelerinde görülen auroralar (Kutup ışıkları) nasıl oluşmaktadır?

Auroraların rengarenk ışıkları nasıl belirlenir?

Auroraların yalnızca Kutup bölgelerinde meydana gelmesinin sebebi nedir?

Bu muazzam güzellikteki gökyüzü olayının yaşamımıza etkileri nelerdir?

Yüce Allah’ın yarattığı en muhteşem gökyüzü olaylarından bir tanesi hiç şüphesiz gökyüzündeki doğal ışık görüntüleri olan “Kutup ışıkları”dır. Yüce Rabbimiz’in Sani (Sanatçı) isminin tecellisi olan kutup ışıkları veya bilimsel adıyla “aurora”lar, dünyanın manyetik Kuzey ve Güney Kutup bölgelerinde görülen bir gece ışımasıdır.

Auroralar, Güneş’in Dünya üzerindeki etkilerinin en belirgin şekilde görünebilenidir. Gece vakti oldukça net bir şekilde izlenilebilen auroraların, kuzey yarımküredeki görüntüsüne “Aurora Borealis”, güney yarımküredekine ise “Aurora Australis” adı verilir. Bu ışıklar en yoğun şekilde Eylül ve Nisan ayları arasında gözükürler. Auroralar, doğudan batıya doğru dalgalanırlar ve yeryüzünden bakıldığı zaman taç, yay ve çizgi gibi şekillerde görünürler. Yalnızca uzaydan bakıldığı takdirde çember şeklindeki tüm bir aurorayı görmek mümkün olur.

Auroralar Nasıl Oluşurlar?

Bu muhteşem güzellikteki doğal ışık gösterisinin oluşumunda gözle görülemeyecek derecede küçük olan, aklı ve şuuru olmayan atomlar çok önemli bir rol üstlenmişlerdir.

Auroralar, Güneş’ten saçılan yüklü parçacıklardan oluşan solar rüzgârlarının, Dünya’nın manyetik alan kuvvetiyle etkileşime girmesi sonucu ortaya çıkarlar. Güneş, saniyede yaklaşık olarak 300 ile 1200 km arası bir hızla etrafa saçtığı enerji yüklü parçacıklar (iyonlar) üretir. Bu parçacıkların bir araya gelmesiyle oluşan bulutlara plasma adı verilir. Güneş’ten gelen plasma akıntısına ise solar rüzgârı denir.

Güneş’ten saatte yaklaşık olarak 1 milyon mil hızla uzaklaşan solar rüzgârlarının, manyetosfere girerek dünyanın manyetik alanı ile etkileşmesiyle bazı parçacıklar hapsedilir ve bu parçacıklar atmosferin dış kuşaklarından iyonosfere doğru inen manyetik gücün hatlarını takip ederler.

Elektronlar, atmosferin üst katmanlarına girdiklerinde, yerkabuğunun yüzeyinden yaklaşık olarak 20 – 200 mil yukarıda oksijen ve nitrojen atomlarıyla karşılaşırlar.

Yüksek enerjiyle desteklenmiş elektronlar kazanan atomlar, böylece kapasitelerinin çok üzerinde bir enerjiyle yüklenirler.

Normal şartlar altında, bir atom veya molekül yüksek seviyede bir enerjiyle yüklendiğinde, bu enerjiyi diğer atomlara çarparak hızla kaybeder. Fakat molekül yoğunluğunun santimetreküp başına birkaç atom olduğu 80 ve 150 km arası yüksekliklerde, bir atomun enerjisini aktaracağı başka bir atoma rastlaması oldukça düşük bir olasılıktır.

Etkileşim sonucu ortaya çıkan bu enerjiyi kaybetmenin bir diğer yolu ise ışığın soğurulmasıdır. Böylece atomlar yüklendikleri ekstra enerjiyi soğurarak gökyüzüne ışık olarak yayarlar. Bu da gökyüzündeki rengârenk doğal ışık gösterisinin ortaya çıkmasına sebep olur.

Aurora’nın Renkleri Nasıl Belirlenir?

Auroralar, renkli televizyonlardan gelen ışığa oldukça benzerlik gösterirler. Televizyonda, görüntü tüpündeki elektrik ve manyetik alanlar tarafından kontrol edilen elektron demetleri, ekrana çarpar ve ekranı kaplayan kimyasal fosforlu maddenin türüne göre onu parlatır. Aurora ışığında da ortaya çıkacak renk, yüklü parçacıklarla çarpışan atom ve moleküllerin türüne bağlıdır. Yüksek enlemlerde, yaklaşık 200 mil yukarıda bulunan oksijen atomları oldukça nadir bulunur ve tamamen kırmızı bir aurora oluştururlar. 60 mil seviyelerinde bulunan oksijen atomları ise en yaygın olarak görülen yeşil ve sarı renkleri oluştururlar. İyonize atom molekülleri mavi ve tonlarında, notral azot molekülleri ise kırmızı ve mor tonlarında ışık üretirler. Auroralar, ışık oluşturmak için ihtiyaçları olan yakıtı Güneş’ten atılan yüklü parçacıklar sayesinde karşılarlar. Güneş ne kadar aktifse, auroralar da o kadar fazla ve yoğun olurlar.

Auroralar Neden Sadece Kutup Bölgelerinde Meydana Gelirler?

Auroraların, kutuplarda meydana gelmesi, direkt olarak Dünya’nın manyetik alanıyla bağlantılıdır ve bu ışıkları da yönlendiren manyetik alan çizgileridir. Dünya, elips şeklinde bir mıknatıs gibidir ve bu nedenle çevresinde bir manyetik alana sahiptir. Dünya’nın manyetik alanı, Dünya’nın merkezine konulmuş çubuk şeklinde bir mıknatısın oluşturduğu bir manyetik alana benzer. Bu çubuğun ekseni Dünya’nın dönme ekseniyle 11 derecelik bir açı yapar. Bu da coğrafi Kuzey ve Güney Kutup noktalarının, manyetik Kuzey ve Güney Kutup noktalarından farklı yerlerde olmasını sağlar. Dünya’nın manyetik alanı, çok büyük bir elektrik akımının oluşturduğu etkiye benzer. Gezegenimizin çekirdeğinin hareketi nedeniyle sürekli yerleri değişen manyetik alan çizgileri, Güney Kutup bölgelerinden çıkıp, Kuzey Kutup bölgelerine giren ince çizgiler olarak da düşünülebilir. Farklı açılardan gelip tek bir noktaya giren manyetik alan çizgileri, ters koni benzeri bir şekil oluşturdukları için manyetik alan, yerden yükseldikçe zayıflar ve birkaç kilometre yukarıda Dünya’nın manyetik alanının etkisi sıfırlanır. Manyetik alanın sıfırlandığı kısımlarda, solar rüzgarlarının içindeki parçacıklar Dünya’ya ulaşabilirler. Auroralar da, yalnızca bu parçacıkların Dünya’ya ulaşabildikleri bölgelerde, yani Kutup dairelerinde görülürler. Dünya’nın manyetik alanının en büyük göreviyse, yeryüzünü Güneş’ten gelen solar rüzgarlarının yıkıcı etkilerinden koruyan bir kalkan görevi görmesidir. Yüce Allah, Dünya’yı koruduğunu, bir mucize olarak Kuran’da “…Biz dünya göğünü de kandillerle süsleyip-donattık ve bir koruma (altına aldık)…” (Fussilet Suresi, 12) ayetiyle haber vermiştir.

Diğer Gezegenlerde Meydana Gelen Auroralar

“Hubble Uzay Teleskobu”nun yaptığı gözlemler sonucunda Dünya dışında diğer gezegenlerde de auroraların oluştuğu saptanmıştır. Auroraların gözlemlendiği gezegenlerden olan Jüpiter ve Satürn’ün manyetik alanları, Dünya’nınkine göre çok daha güçlüdür. Jüpiter’de görülen auroralar, Dünya’da üretilenlerden yaklaşık bin kat daha fazla bir güce sahiptir. Dünya’daki auroraların oluşum sebebi solar rüzgârları iken, Jüpiter’deki auroraların kaynağı ise uydularıdır. Araştırmacılar, Io adlı uydunun üzerinden kopup saçılan materyallerin, Jüpiter’in manyetik alanı tarafından hapsedildiğini gözlemlemişlerdir. Jüpiter ve Satürn’ün yanı sıra araştırmacılar, Venüs ve Mars’ta da auroralar gözlemlemişlerdir. Kendine ait bir manyetik alanı olmayan Venüs’te oluşan auroralarsa parça parça, farklı çeşitlerde ve parlak bir renkte görülmektedir.

Auroraların Yaşamımıza Etkileri

Bilim adamları, auroraların sadece güzel bir gökyüzü gösterisi olmadığını aynı zamanda üzerinde yapılacak araştırmalarla, solar rüzgarlarını, bu rüzgarların atmosfere olan etkilerini ve auroralar tarafından üretilen bu yüksek enerjiden nasıl faydalı bir şekilde yararlanılabileceğinin de keşfedileceğini düşünmektedirler.

Ancak auroraların güzel görüntüsü ve faydaları olabileceği gibi zararları da vardır. 1989 yılında Quebec şehrinde, auroraların oldukça yoğun olduğu bir gecede ortaya çıkan yüksek elektrik akımı, bölgedeki bir güç istasyonuna zarar vererek radyo sinyallerini ve haberleşmeyi bozmuş ve 9 milyon insanın elektriksiz ve iletişimsiz kalmasına sebep olmuştur. Aurora sırasında elektrik akımları 50.000 voltta 20.000.000 ampere ulaşabilirken evlerimizdeki akım 120 voltta 15-30 amperi aştığında akım, vericiler tarafından kesilmektedir.

Auroralar Yüce Rabbimiz’in Üstün Kudretinin Bir Başka Delilidir

Bizden milyonlarca ışık yılı uzaktaki gök cisimlerinin hareketlerinden Güneş’te meydana gelen olaylara, Dünya atmosferine giren ışınlardan yeryüzünün katmanlarında yaşanan gelişmelere kadar kainatta meydana gelen bütün olaylar Yüce Allah’ın kontrolünde ve O’nun dilemesiyle gerçekleşirler. Auroralar da üstün güç sahibi olan Yüce Rabbimiz’in herşeye güç yetirdiğini ve sonsuz ilmiyle herşeyi kuşattığını düşünmek için birer delil olarak yaratılmıştır. Bu büyük gerçeği düşünmek, Yüce Allah’a kul olan her insan için bir sorumluluktur. Rabbimiz bir ayette şöyle bildirmektedir:

“Allah, yedi göğü ve yerden de onların benzerini yarattı. Emir, bunların arasında durmadan iner; sizin gerçekten Allah’ın herşeye güç yetirdiğini ve gerçekten Allah’ın ilmiyle herşeyi kuşattığını bilmeniz, öğrenmeniz için.” (Talak Suresi, 12)

Monark Kelebeklerinin Hayret Verici Yolculuğu

Milyonlarca kelebek sonbaharla birlikte tam 3.200 kilometrelik yolculuk için havalanmaya hazırdırlar. Göç, çok ilginç bir biçimde, tam sonbaharda gecenin gündüze eşitlendiği gecede başlar...

Bilim adamlarının son yaptığı araştırmalardan birinde, Monark kelebeklerinin gizemlerle dolu göçünün sırlarından biri ortaya çıkarıldı. Buna göre kelebekler 'içsel saat'leri sayesinde yönlerini tayin ediyorlar.

Bilim Adamları İçin Büyük Bir Sır

Monark kelebekleri, sonbahar döneminde gerçekleştirdikleri hayranlık uyandırıcı göçle bilinirler. Milyonlarca kelebek sonbaharla birlikte tam 3.200 kilometrelik yolculuk için havalanmaya hazırdırlar. Göç, çok ilginç bir biçimde, tam sonbaharda gecenin gündüze eşitlendiği gecede başlar. Kanada'dan havalanan bu dev kelebek bulutunun hedefi Meksika'dır. Bu ülkeler arası yolculukta izlenen rota son derece hassas ayarlanmıştır: Kelebekler Meksika'da her defasında hep aynı dağların yamaçlarını bulur ve kışı buradaki volkanik kayalarla kaplı arazide geçirirler. Burada Aralık'tan Mart'a kadar 4 ay boyunca hiçbir şey yemezler. Yaşamlarını vücutlarındaki yağ stoklarıyla sürdürürken, yalnızca su içerler. İlkbaharda açmaya başlayan çiçekler Monarklar için önemlidir. 4 aylık bir bekleyişten sonra ilk defa kendilerine bir bal özü ziyafeti çekerler. Mart sonunda yola koyulmadan önce çiftleşirler. Tam gece ile gündüzün eşitlendiği gün koloni tekrar geldiği yere dönmek üzere, kuzeye uçmaya başlar.

Bu durum bilim adamları için büyük bir merak konusudur. Kelebek gibi küçük bir canlı nasıl olup da 3200 kilometre gibi uzun bir mesafeyi havada katedebilmekte, milyarlarca defa kanat çırptığı bu yolculuk için enerji depolayabilmektedir? Dahası, milyonlarca kelebek nasıl olup da aynı anda bu kararı vermektedir? Bilim adamları için asıl bilmeceyi ise kelebek nesilleri hakkında bilinenler oluşturuyor.

Bir senede dört ya da beş nesil monark kelebeği yaşar. Sonbahar göçünü bu nesillerden sadece bir tanesi gerçekleştirir. Bu neslin ömrü diğerlerininkinden çok daha uzundur. Diğer nesiller ortalama 6 hafta yaşadıkları halde göçeden nesil 6 ay daha fazla yaşarlar. Böylece göçeden nesiller her sene yenilenmiş olur. Bir diğer deyişle, göçe hazırlanan nesil bu yolculuğa ilk kez çıkmakta, 3200 kilometre uzaktaki bölge, ya da geçilecek yollar hakkında 'hiçbirşey' bilmemektedir. Bir göç nesli, bir önceki sene göç neslin, torunlarının torunlarıdır. Bu kelebekler nasıl olup da hiçbir bilgileri, haritaları ve yön belirleme pusulaları olmadan bu 'bilinmeyen' yolculuğu başarabilmektedirler?

Güneşe Doğru Ayarlanan Bir Pusula mı?

Bilim adamları arasındaki yaygın düşünce, monark kelebeklerinin bu isabet yeteneğinin güneşin gökyüzündeki konumunun izlenmesine bağlı olduğu yönündeydi. Ancak aynı bilim adamları, güneşin gökyüzünde sürekli hareket ediyor olmasının bu varsayım için önemli bir sorun oluşturduğunun hep farkında oldular. Bu sorunu ABD'deki Massachusetts Üniversitesi Tıp Okulu araştırmacılarından Lincoln Brower şöyle ifade ediyor:

"Eğer güneydoğu yönünde Meksika'ya gitmek istiyorsanız, gün doğarken güneşe göre açıyı hesaplarsınız. Bununla ilgili sorun ise, güneydoğuya doğru yönünüzle güneş arasındaki açı farkının, güneş gökyüzünde hareket ettikçe değişmesidir". ("Internal Clock Leads Monarch Butterflies to Mexico", John Roach, 10 Haziran 2003 http://news.nationalgeographic.com/news/2003/06/0610_030610_monarchs.html)

Brower ve arkadaşları, kelebeğin bu sürekli hesaplamayı nasıl başarabiliyor olabileceği sorusuna cevap vermek için bir dizi deney gerçekleştirdiler. Sonuçları ABD'nin ünlü araştırma dergisi Science'ın geçtiğimiz ayki bir sayısında yayınlanan deneylerinde, kelebeğin bu hesaplamalarında 'içsel saatin' oynadığı rolü ortaya çıkardılar. ("Illuminating the Circadian Clock in Monarch Butterfly Migration", Science, Volume 300, Number 5623, 23 May 2003, sf. 1303-1305. )

Biyolojik saat adıyla da bilinen bu içsel saatler, canlıların genlerinde 24 saatte bir tekrarlanan ritimler sayesinde uyku ve uyanıklık hallerindeki gibi fizyolojik etkinlik seviyelerini düzenlemede rol oynuyor. Bu saatlerin hayret verici bir özelliği ise ortamdaki ışık seviyesine göre ritimlerin ayarlanması. Işıkları açık bir odada uyumakta zorlanmamızın nedeni de bu ayarlama. (Biyolojk saat hakkında daha detaylı bilgi için bkz. http://www.mercek.org/index.php/article/view/507/1/42)

Bilim adamları, kelebeklerin yolu üzerindeki ABD'nin, sonbahar mevsiminin ışık şiddetini gece ve gündüze göre taklit edebilen bir laboratuvar ortamı hazırladılar. Bu ortamda bir süre tutulan kelebekler daha sonra açık havadaki uçuş simülatörüne (kelebek uçuşunun yapay olarak gözlemlenebilmesini mümkün kılan camekanla kaplı cihaz) yerleştirildi.

Kelebekler daha sonra cihaza ince metal bir telle bağlandı. Böylece kelebekler ancak ileri-geri ve sağa-sola hareket edebilecek şekilde sabitlenmiş oldular. Kelebeklere uçtukları izlenimini vermek için cihazın zemininden kelebeklerin altına doğru hafif bir de hava akımı yönlendirildi.

Bu ayarlamalar sonunda görüldü ki, sonbahar günlerini taklit eden laboratuvar ortamında bir süre kalmış olan bu kelebekler sanki Meksika yönüne gidiyormuş gibi güneydoğuya yöneldiler. Bu yönelme, kelebeğin, sonbahar ışık şiddetinde güneydoğuya doğru gidecek şekilde 'programlandığını' ortaya koyuyor.

İçsel saatin rolünü ortaya çıkaran bu araştırmayı yorumlayan Kansas Üniversitesi böcek bilimcilerinden Orley Taylor, "Bu araştırma, monark göçünü anlamamızda gerekli çok sayıda araştırmadan sadece bir tanesi" diyor.

Monark Pusulası: Allah'ın Sonsuz Kudretinin Bir Göstergesi

Elbette bir monark kelebeği kendi genlerinde böyle bir sistem meydana getirerek kendi kendini programlayamaz. Milyonlarca kelebeğin her birinde varolan ve bir pusula görevi gören bu sistemin üstün bir aklın ürünü olduğu açıktır. Hiçbir takvime sahip olmayan monark kelebeklerinin gece ile gündüzün birbirine tam da eşitlendiği günlerde yola çıkmaları da bu üstün aklın ilhamıyladır. Kelebekleri biyolojik pusulalarla donatan, bu göç sırasında milyonlarcasını dağılmadan birarada tutan bu üstün akıl, herşeyin yaratıcısı olan Yüce Allah'a aittir. Allah’ın canlılar üzerindeki hakimiyeti Kuran’da şu şekilde bildirilmektedir:

"Ben gerçekten, benim de Rabbim, sizin de Rabbiniz olan Allah'a tevekkül ettim. O'nun, alnından yakalayıp-denetlemediği hiçbir canlı yoktur. Muhakkak benim Rabbim, dosdoğru bir yol üzerinedir. (dosdoğru yolda olanı korumaktadır)" (Hud Suresi, 56)

Monark Kelebeklerinin Mucizevi Göçü - Video İzle

Bakteriler Yeryüzünde Azot (Nitrojen) Döngüsünü Gerçekleştirirler

Canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için oksijen ve karbondioksite ihtiyaç duydukları gibi büyüyebilmek için de azota (N2) ihtiyaç duyarlar. Azot, canlı vücudunda özellikle nükleik asitlerin, proteinlerin ve vitaminlerin yapısında %15 oranında bulunmaktadır. Yani hayatın temel taşlarından birini teşkil eder. Atmosferin de yaklaşık %78'i azot gazından oluşur. Ancak canlılar havadaki bu azotu, ihtiyaçları olmasına rağmen olduğu gibi bünyelerine alamazlar.


Rhizobium gibi bakteriler, kök düğümlerinde leghaemoglobin gibi oksijen tüketen moleküllere sahiptirler.

Bu gazın bir şekilde canlıların kullanabileceği hale dönüştürülmesi ve tükenmemesi için bir döngü şeklinde atmosfere geri dönmesi gerekmektedir. Bu gereksinim ise yine mikroskobik bakteriler tarafından karşılanır.

Azotu, yani nitrojeni, havadan ilk olarak alması gereken canlılar bitkilerdir. Bitkiler azotu gaz şeklinde kullanamazlar. Azot, nitrit bakterileri tarafından nitrite, nitrit ise nitrat bakterileri tarafından nitratlara dönüştürülerek bitkiler tarafından kullanılabilir hale getirilir. Peki bu döngü nasıl başlar?

Azot Döngüsü

Azot, çeşitli şekillerde yeryüzüne ulaşır. Atmosferdeki azot, şimşek ve yıldırım gibi olaylar sonucunda yeryüzüne yağmurlarla nitrik asit şeklinde döner. Nitrik asit toprakta bakteriler tarafından nitratlara dönüştürülür ve bitki bu besini topraktan alabilir.

Bir başka döngü şekli de havadaki azotun doğrudan toprağa alınmasıdır. Toprakta bulunan bazı bakterilerle bezelye ve fasulye gibi baklagillerin köklerinde bulunan bakteriler, havadaki azot gazını toprağın içine alırlar. Bu aşamada, üstün bir tasarımla karşı karşıya kalırız. Bütün organizmaların gelişiminde en önemli mineral azottur (nitrojen). Proteinler, nükleik asit ve diğer hücre organellerinin büyük bir kısmı bu maddeye muhtaçtır. Büyümek için azota ihtiyaç duyan bitkiler ve bu ihtiyacı karşılayan bakteriler arasında, dünyanın en faydalı ortaklıklarından biri kurulur. Bitkiler, köklerinden, bakterileri kendilerime çekmek için özel besinler salgılar ve onları kendilerine yaklaştırırlar. Daha sonra bakteriler, köklerde ortaya çıkan özel açıklıklardan içeri girerek, bitki köküne yerleşir ve burada büyük miktarlarda çoğalarak kök düğümlerini oluştururlar. Bugün yediğimiz sebzelerin, bitkilerin, tahılların büyük bir kısmını ve ekolojik dengenin sağlanması için gerekli olan azot döngüsünü, bu ortaklığa borçluyuz.

Evrimcilerin basit olarak nitelendirdiği bakteriler azot döngüsünü gerçekleştirirken, fotosentezde olduğu gibi, canlı bir kimya laboratuvarı olarak çalışırlar ve kimya bilimine yakın olmayanlar için fazla anlam taşımayan karmaşık kimyasal reaksiyonları ilk yaratıldıkları günden itibaren hiç durmadan gerçekleştirirler. Aşağıda kimyasal terimlerle özetlenmiş olan azot sabitleme reaksiyonunu çözebilmek bile bilim adamları için büyük bir başarı olmuştur.

N₂ + 8H+ + 8e- + 16 ATP = 2NH₃+ H₂ + 16ADP + 16 Pi

Resimlerde görülen sülfür bakterileri ve ortada görülen bezelye bitkisi bakterisi Rhizobium, azot döngüsünü gerçekleştirmek için adeta oldukça kapsamlı bir laboratuvara sahiptirler.

Ayrıca bu reaksiyonun gerçekleşebilmesi için, fotosentez, solunum veya fermantasyon gibi ikinci bir destek reaksiyonunun varlığı zorunludur. Çoğu insanın kafasını karıştıran bu formüller, bakteriler için sıradan, günlük bir çalışmadır. Elbette bu kimyasal işlemleri yapmak için, özel bir kimya eğitiminden geçmemişlerdir. Dünyaya gelen her yeni bakteri, ancak özel olarak tasarlanmış bir kimya laboratuvarına ve özel olarak eğitilmiş bir kimyacıya ait olabilecek malzeme ve bilgiyle donatılmış olarak görevine başlar. Ayrıca bu işlemler sadece bitki kökleriyle sınırlı değildir. Bu konuda da büyük bir çeşitlilik ve alternatif yapı mevcuttur. Azotobakteri, Beijerinckia, Klebsiella, siyanobakteri, Klostridium, Desulfovibrio, Mor sülfür bakteri, Mor sülfür olmayan bakteri, Yeşil sülfür bakteri, Rhizobium Frankia, Azospirillum ve daha birçoğu, çok ayrı yerlerde ve çok farklı yapılarda olmalarına rağmen, aynı reaksiyonu, aynı bilgi ve programla, mükemmel bir şekilde gerçekleştirirler. Ayrıca bu bakteriler, kendi içlerinde de, farklı sistemler ve reaksiyonlarla, hiç de basit olmayan yapılar sergilerler.

Örneğin bakterilerin bu reaksiyon sırasında kullandıkları, nitrojenaz enzim kompleksi, oksijene karşı aşırı duyarlıdır. Oksijene maruz kaldığında aktivitesi durur, bu yüzden proteinlerin demir bileşikleriyle reaksiyona girer. Aslında oksijensiz olarak yaşayabilen (anaerobik) bakteriler için bir sorun yoktur, ama aynı zamanda fotosentez yaparak, oksijen üreten siyanobakteri gibi bakteriler ve toprakta serbest şekilde yaşayan Azotobakteri gibi bakteriler için bu büyük bir sorun içerir. Ancak bu bakteriler, bu soruna karşı, çeşitli mekanizmalarla donatılmışlardır. Örneğin Azotobakteri türleri, bütün organizmalar içinde bilinen en yüksek solunum oranına sahip metabolizmalarıyla, hücrelerinde çok düşük seviyede oksijen tutarak, enzimi korumaya alırlar. Ayrıca Azotobakteri türleri, çok yüksek miktarda hücre dışı polisakkarit (çoklu şekerden oluşan ve daha çok nişasta gibi bileşikler ve hücre duvarı oluşturmakta kullanılan kimyasal bir birleşik) üretirler. Bu bileşiklerin oluşturduğu yapışkan sıvının içinde su muhafaza eden bakteriler, hücre içinde oksijen yayılma oranını sınırlandırırlar. Bitki köklerinde azot sabitleyen Rhizobium gibi bakteriler ise, kök düğümlerinde leghaemoglobin gibi oksijen tüketen moleküllere sahiptirler. Leghaemoglobin, memelilerdeki hemoglobin ile aynı görevi görmekte ve düğüm dokularının oksijen sağlamasını düzenlemektedir. Burada ilginç olan, leghaemoglobin'in, sadece kök düğümlerinde bulunması ve sadece bitki-bakteri ortaklığı kurulduğu zaman üretilmesidir. Tek başına yaşayan bakteriler veya bakterisiz yaşayan bitkiler bu maddeyi üretmezler.

Bakteriler sayesinde bitkilere ulaşan azot, bitkileri besin olarak kullanan insanlara ve hayvanlara da ulaşmaktadır. Dolayısıyla, canlılığın bu en temel ihtiyaçlarından biri, bakterilerin bu önemli işlevi sayesinde sağlanmaktadır.

Azot döngüsünü sağlamakla görevli olan nitrojenaz enzimi, oksijene maruz kaldığında parçalanır. O halde, oksijenin bu enzime ulaşmasını engelleyen sistemler ve bunları üreten organizmalar, bu enzimle aynı anda ortaya çıkmış olmalıdırlar. Aksi halde nitrojenaz enzimi oluştuğu an, oksjien tarafından parçalanacaktır. Evrim teorisi ise bunu kabul edemez, çünkü evrime göre organizmalar ancak kademeli mutasyonlarla oluşabilirler. Yani bu teoriye göre ya nitrojenaz enzimi ya da oksijen tüketen sistemler önce oluşmuştur. Bu sıralama ise hiçbir sistemin oluşmasına izin vermeyen bir mantıksızlık içermektedir. Ortada nitrojenaz enzimi yokken, oksijeni kontrol eden sistemin hiçbir anlamı yoktur.

Sonuç olarak, bu bakterilerin ölümü ve parçalanması ile amonyak açığa çıkar. Aynı zamanda hayvan ve bitki kalıntılarındaki proteinler de saprofit bakteriler tarafından ayrıştırılarak amonyağa dönüştürülür. Toprak içinde bu şekilde oluşan amonyak, aynı şekilde nitrit bakterileri tarafından nitrite, nitrit de nitrat bakterileri tarafından nitrata dönüştürülmektedir. Bu olaya nitrifikasyon denir ve böylece azot döngüsü tamamlanmış olur. Nitrat, artık azotun bitkilerin alabileceği şeklidir. Bitkilere ulaşan bu azot, bitkileri besin olarak kullanan insanlara ve hayvanlara da ulaşmaktadır. Dolayısıyla tüm canlılığın ihtiyacı bu yolla karşılanmış olur.

Bilim adamları bakterilerin becerilerini çözmek için uğraşıyor

Nitrojen kullanarak, suni yoldan gübre elde etmek, en büyük sanayi dallarından birini ortaya çıkartmıştır. Bu tehlikeli ve karmaşık işlem sırasında yanıcı hidrojen, çok yüksek basınçla ısıtılır. Kimya fabrikaları bu masraflı ve tehlikeli işe büyük bir emek harcarken, bakteriler, aynı işlemi oda sıcaklığında ve normal basınçla hiç masrafsız olarak yapmaktadırlar. Son zamanlarda bazı araştırmacılar, bakterilerin bu büyük becerilerinin sırrını kısmen de olsa çözdüklerini düşünmektedirler.

Diğer bir grup bilim adamı da, geleceğin temiz ve ucuz yakıtı olacak olan hidrojenin üretimi için bakterileri örnek almaktadırlar. 8 Ekim 2001 tarihinde Nature dergisinde çıkan bir makaleye göre, bilim adamları ucuz asitleri hidrojene çeviren bakteri enzimlerini taklit ederek büyük bir kaynak oluşturmayı düşünmektedirler. Diğer yakıtların aksine hidrojen, çevreye zarar vermemektedir. Illinois Üniversitesi'ne bağlı araştırma ekibinden Thomas Rauchfuss ve arkadaşları bakterilerin bu gizli formüllerini kopya edip kullanabileceklerini düşünmektedirler.

Bu bakteriler, asitlerden hidrojen üretebilen, hidrojenaz adlı enzimlere sahiptirler. Bilim adamları bu mükemmel mekanizmayı taklit edebilecek sistemler üretmek için yoğun çabalar yürütmektedirler. Aynı şekilde, bakterilerin fotosentez işlemini taklit etmek için yıllardır uğraşan bilim adamları da, henüz bir başarı elde edememişlerdir. Evrimcilerin ilkel olarak gördükleri bakteriler, günümüz teknolojisinin bütün imkanlarına rağmen taklit edilemeyen kompleks sistemleriyle, dünyadaki yaşamın geleceğini garanti altına alacak sırlara milyarlarca yıldır sahiptirler. Bunun nedeni üstün bir aklın sahibi olan Allah'ın kusursuz eserleri olmalarıdır. Allah, hayranlık uyandırıcı sanatını insanların görebilmeleri, görüp üzerinde düşünebilmeleri için böyle ihtişamlı şekilde sergilemektedir.

Bakterilerin gerçekleştirdiği bütün bu azot döngüsünün temelinde şu gerçek vardır: Bitkilerin ve dolayısıyla yeryüzünde yaşayan diğer canlıların varlıklarını sürdürebilmeleri için yaşamlarında kimyasal dönüşüm gerçekleştirecek bakterilerin olması gerekmektedir. Eğer topraktan kaybedilen nitrojen hemen yerine konulmazsa, hayat kısa bir süre sonra sona erecektir. Bakterilerin gerçekleştirdiği bu işlem ile her yıl toprağa 50 ton nitrojen eklenmektedir. Tüm organizmalar enerji elde edebilmek için dolaylı veya dolaysız fotosenteze bağımlı olduklarından, fotosentez işleminin gerçekleşmesi için gereken en temel unsura, yani nitrojene de muhtaçtırlar.

Bu örnekler bize açık bir mesaj vermektedir. İnsanların ve diğer canlıların beslenmesi için nitrojenin belirli bir forma dönüşmesi gerekmektedir. Bu dönüşüm bütün dünyayı kaplayacak bir yaygınlıkta ve sistemin riske girmesini önleyecek kadar çok çeşitlilikte olmalıdır. Bu çeşitlilik için de aynı sistem farklı tasarımlarla desteklenmelidir. Bu ihtiyaçlar, doğada gördüğümüz sistemle karşılaştırıldığında, karşımıza, kör tesadüflerle oluşmuş, kusurlu bir yapı değil, tüm ayrıntılarına kadar hassas bir şekilde tasarlanmış ve yaratılmış, amaçlı bir sistem çıkar. Bu sistemde, ana rolü üstlenmiş olan bakteriler ise, tesadüfi bir evrimin sonucu ortaya çıkmış ilkel formlar değil, bu işe en uygun şekilde özel olarak yaratılmış canlı makinelerdir.

Bu aşamada, evrimciler, köhnemiş ideolojilerin etkisi altında hayali senaryolar kurgulamak yerine, bu tür kompleks tasarımların ve çeşitliliğin, bir anda ve son derece gelişmiş bilgi donanımıyla, nasıl ortaya çıktığına dair bilimsel cevaplar vermelidirler. Ancak böyle bir cevabı hiçbir zaman verememişlerdir. Buna rağmen iddialarını sürdürmeleri ise son derece şaşırtıcıdır. Allah bu tür insanlar için Kuran'da şöyle bildirmektedir:

Şimdi onlara sor: Yaratılış bakımından onlar mı daha zorlu, yoksa Bizim yarattıklarımız mı? Doğrusu Biz onları, cıvık-yapışkan bir çamurdan yarattık. Hayır, sen (bu muhteşem yaratışa ve onların inkarına) şaşırdın kaldın; onlar ise alay edip duruyorlar. (Saffat Suresi, 11-12)